Intégration de l’utilisationdes Images Satellitaires Radar
dans le projet WAMM
Ir. Bernard HANQUETAssistant de Recherche
Directeur : Prof. S. DautrebandeUnité d’Hydraulique AgricoleDepartement de Génie Rural
Fac. Univ. des Sciences Agronomiques de Gembloux
FUSAGx - Projet WAMM - Ière Journée de l’Hydrologie - Namur - 27/06/2000
NAM module
HD module
Operational MIKE11
DSS
ERS-1ERS-2ENVISAT
SAR PRIimage
FUSAGx’s processing
MIKE11 calibration/validation
NAMmodule
HDmoduleFlood mapping
simulation
Runoff simulation
Top soil moisture
Cal/Val
Cal/Val
Other DSS components
WAMM
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FUSAGx - Projet WAMM - Ière Journée de l’Hydrologie - Namur - 27/06/2000
Caractéristiques du capteur Radar :
• Capteur actif
acquisition d’images de jour et de nuit
• Grande longueur d’onde
acquisition d’images à travers
la couverture nuageuse
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Retour du signal radar.
Influencé par :
propriétés du système radar
! angle d’incidence
! longueur d’onde
! polarisation
propriétés du terrain
! propriétés diélectriques (humidité du sol)
! rugosité de la surface
! orientation des éléments
Ba
cksc
att
eri
ng
co
eff
icie
nt
(dB
)Sol non saturé Sol saturé / inondé
Satu
ratio
n d
u s
ol
Humidité volumétrique du sol (%) Niveau d’eau
WAMM : évaluation del’humidité du sol
WAMM : cartographiedes inondations
Sig
nal S
AR
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Belgique Bassin de la Lesse
Bassin de la Dendre
6 images SAR PRI
9 images SAR PRI
Italie Bassin du Tagliamento 6 images SAR PRI
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Pré-traitement des images SAR
Images SAR brutes
Calibration de l’image→ backscattering coefficient
Retournement de l’image (G/D ou H/B)
Filtrage de l’image (optionnel)
Géo-référencement de l’image
Programmé par FUSAGx en Cet intégré dans ArcView ou
utilisant les fonctions d’ArcViewExemple pour le Tagliamento
Images SAR brutes
Applications thématiques
Pré-traitement
Traitement Traitement
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Cartographie des inondations
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Cartographie des inondations
Normalized differenceimage
(No floods - Floods)(No floods + Floods)
Flood map
No floods Floods
Classification
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Images SAR brutes
Applications thématiques
Pré-traitement
Traitement Traitement
Programmé par FUSAGx en Cet intégré dans ArcView ou
utilisant les fonctions d’ArcView
Exemple de carte d’inondation - Bassin de la Lesse
Situation le25 Décembre 1993
Carte dérivéedes images SAR
Situation le21 Décembre 1993
(pic de crue)
© SETHY - 1993
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11 Oct. 1996 - No floods
15 Nov. 1996 - Floods
Différence normalisée Carted’inondation
Cla
ssifi
catio
n
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Exemple de carte d’inondation - Bassin du Tagliamento
Situation le 15 Novembre 1996FUSAGx - Projet WAMM - Ière Journée de l’Hydrologie - Namur - 27/06/2000
Exemple de carte d’inondation - Bassin du Tagliamento
Evaluation de l’humidité du sol
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Evaluation de l’humidité du solPremière expérience
6 images SAR deMars à Juillet 1996
Valeur moyennede pixel
Mesures de l’humidité du sol (5 cm)TDR & méthodes gravimétriques
y = 0.31x - 14.3R² = 0.98
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30Mean measured volumetric soil moisture (%)
Bac
ksca
tter
ing
coe
ffici
ent
(dB
)
23 April
13 June 2 July
4 April 28 May
19 MarchGemblouxstudy area
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Images SAR brutes
Applications thématiques
Pré-traitement
Traitement Traitement
6 images SARde Septembre 1992
à Avril 1993
Evaluation de l’humidité du sol - Bassin de la Lesse
6 cartes d’humidité simulées(modèle EPIC-Maille)
Valeur moyennede pixel pour
chaquesous-bassin
Relation SAR / humidité du sol pour chaque sous-bassin
Valeur moyenne de pixelpour chaque sous-bassin
Mesures d’humidité du sol
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Pro
gra
mm
é p
ar
FU
SA
Gx
en C
et
inté
gré
dan
s A
rcV
iew
ou
util
isan
t le
s fo
nct
ions
d’A
rcV
iew
y = 0.17x - 10.8R² = 0.91
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425
Simulated volumetric soil moisture (%) - 10cm
Ba
cksc
att
eri
ng c
oe
ffici
en
t (d
B)
Iwenne sub-basin
y = 0.16x - 11.1
R2 = 0.86
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920212223242526
Simulated volumetric soil moisture (%) - 10cm
Ba
cksc
att
eri
ng
co
effi
cie
nt
(dB
) Wimbe sub-basin
Autres sous-bassins
-14-13-12-11-10
-9-8-7-6-5-4-3-2-10
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
Simulated volumetric soil moisture (%) - 10cm
Ba
cksc
att
eri
ng
co
effi
cie
nt
(dB
BiranFenffeIleweIwenneLesse downLesse upLhomme upMahouVachauWimbeBV LesseGembloux
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Evaluation de l’humidité du sol - Bassin de la Lesse
Utilisation quantitative des images SAR :
ET
/ O
U
Utilisation qualitative des images SAR :
Si on possède au moins 2images SAR avec des mesures
d’humidité du sol ou dessimulations précises
correspondantes
Y=ax+b
Humidité du sol
SA
R(B
ack
s. C
oe
f.)
Identification des coefficientsde rétro-diffusion max et min
correspondant respectivementau sol saturé et au sol sec
Sol saturé
Sol sec
SA
R(B
ack
s. C
oe
f.)
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Evaluation de l’humidité du sol
FUSAGx a dévelopé une extension ArcViewpermettant aux utilisateurs :
• d’extraire les paramètres de l’image,• de pré-traiter les images SAR PRI brutes,• de créer des cartes d’inondation,• d’évaluer l’humidité du sol.
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Intégration de l’utilisationdes Images Satellitaires Radar
dans le projet WAMM
Ir. Bernard HANQUETAssistant de Recherche
Directeur : Prof. S. DautrebandeUnité d’Hydraulique AgricoleDepartement de Génie Rural
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